3.1 Миграция марганца в природных системах

Главная форма миграции соединений марганца в поверхностных водах - взвеси, состав которых определяется в свою очередь составом пород, дренируемых водами, а также коллоидные гидроксиды тяжелых металлов и сорбированные соединения марганца. Существенное значение в миграции марганца в растворенной и коллоидной формах имеют органические вещества и процессы комплексообразования марганца с неорганическими и органическими лигандами. Mn(II) образует растворимые комплексы с бикарбонатами и сульфатами. Комплексы марганца с ионом хлора встречаются редко. Комплексные соединения Mn(II) с органическими веществами обычно менее прочны, чем с другими переходными металлами. К ним относятся соединения с аминами, органическими кислотами, аминокислотами и гумусовыми веществами. Mn(III) в повышенных концентрациях может находиться в растворенном состоянии только в присутствиии сильных комплексообразователей, Mn(YII) в природных водах не встречается. В речных водах содержание марганца колеблется обычно от 1 до 160 мкг/дм3, среднее содержание в морских водах составляет 2 мкг/дм3, в подземных - n.102 - n.103 мкг/дм3.

По некоторым данным марганец в растительных жидкостях и экстрактах присутствует главным образом в виде свободных катионных форм. Это показывает, что, вероятнее всего, он транспортируется в растениях в виде Мn²⁺. Однако в флоэмных экссудатах были обнаружены и его комплексные соединения с органическими молекулами массой 1000—5000М . Ван Гур сообщил о значительно более низких концентрациях марганца в флоэмном экссудате по сравнению с листовой тканью и сделал вывод, что слабое перемещение Мn в флоэмных сосудах обусловливает его низкое содержание в фруктах, семенах и корнеплодах. Mn в форме Mn2+ является более интенсивным мигрантом, чем Fe2+ или Fe3+ как в биосфере, так и в гидросфере. Роль марганца в биосфере весьма существенна. В кислых и нейтральных водах ландшафтов с влажным климатом марганец энергично мигрирует. Марганца мало в подземных водах зоны гипергенеза, еще меньше в речных и морских водах.

В биосфере Марганец энергично мигрирует в восстановительных условиях и малоподвижен в окислительной среде. Наиболее подвижен Марганец в кислых водах тундры и лесных ландшафтов, где он находится в форме Мn2+. Содержание Марганца здесь часто повышено и культурные растения местами страдают от избытка Марганца; в почвах, озерах, болотах образуются железо-марганцевые конкреции, озерные и болотные руды. В сухих степях и пустынях в условиях щелочной окислительной среды Марганец малоподвижен, организмы бедны Марганцем, культурные растения часто нуждаются в марганцевых микроудобрениях. Речные воды бедны Марганцем (10-6-10-5г/л), однако суммарный вынос этого элемента реками огромен, причем основная его масса осаждается в прибрежной зоне. Еще меньше Марганца в воде озер, морей и океанов; во многих местах океанического дна распространены железо-марганцевые конкреции, образовавшиеся в прошлые геологические периоды.

Концентрация марганца в поверхностных водах подвержена сезонным колебаниям.

Факторами, определяющими изменения концентраций марганца, являются соотношение между поверхностным и подземным стоком, интенсивность потребления его при фотосинтезе, разложение фитопланктона, микроорганизмов и высшей водной растительности, а также процессы осаждения его на дно водных объектов.[10,11]